शास्त्रीय यांत्रिकी: एनीम में अध्ययन के क्षेत्र

क्लासिक यांत्रिकी यांत्रिकी का एक उप-क्षेत्र है जो पृथ्वी पर और प्रकाश की गति से कम गति वाले तरल पदार्थों में डूबे पिंडों की गतिविधियों और इन गतिविधियों के कारणों के अध्ययन के लिए समर्पित है। शास्त्रीय यांत्रिकी को मुख्य रूप से किनेमेटिक्स, डायनेमिक्स, स्टैटिक्स, हाइड्रोस्टैटिक्स और हाइड्रोडायनामिक्स के क्षेत्रों में विभाजित किया गया है। नेशनल हाई स्कूल परीक्षा (एनेम) में सबसे अधिक मांग वाली भौतिकी सामग्री होने के अलावा, शास्त्रीय यांत्रिकी का अध्ययन व्यवसायों की एक विशाल श्रृंखला के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

यह भी पढ़ें: आधुनिक भौतिकी - भौतिकी का वह क्षेत्र जो कुछ अवधारणाओं को समझाने के लिए उभरा जिन्हें शास्त्रीय यांत्रिकी नहीं समझा सका

इस लेख के विषय

• 1 - शास्त्रीय यांत्रिकी का सारांश
• 2 - शास्त्रीय यांत्रिकी किसका अध्ययन करती है?
• 3 - शास्त्रीय यांत्रिकी के अध्ययन के मुख्य क्षेत्र
  • → किनेमैटिक्स
  • → गतिशीलता
  • → स्थिर
  • → हाइड्रोस्टेटिक
  • → हाइड्रोडायनामिक्स
• 4 - शास्त्रीय यांत्रिकी का महत्व
• 5 - एनीम में क्लासिक यांत्रिकी
• 6 - यांत्रिकी में अध्ययन के मुख्य क्षेत्र क्या हैं?

शास्त्रीय यांत्रिकी पर सार

• शास्त्रीय यांत्रिकी यांत्रिकी का एक उपक्षेत्र है, जो भौतिकी के मुख्य क्षेत्रों में से एक है।

• वह पृथ्वी पर और प्रकाश की गति से कम गति वाले तरल पदार्थों में डूबे पिंडों की गतिविधियों और इन गतिविधियों के कारणों का अध्ययन करती है।

• शास्त्रीय यांत्रिकी के अध्ययन के मुख्य क्षेत्र किनेमेटिक्स, डायनेमिक्स, स्टैटिक्स, हाइड्रोस्टैटिक्स और हाइड्रोडायनामिक्स हैं।

• किनेमेटिक्स उन स्थितियों का अध्ययन करता है जो उस क्षण से घटित होती हैं जब कोई पिंड अपनी गति की स्थिति शुरू करता है।

• डायनेमिक्स उन कारणों का अध्ययन करता है जिन्होंने कुछ आंदोलन को जन्म दिया।

• स्टैटिक्स विस्तारित निकायों में संतुलन की स्थितियों का अध्ययन करता है।

• हाइड्रोस्टैटिक्स स्थैतिक संतुलन की स्थितियों के तहत तरल पदार्थों का अध्ययन करता है।

• हाइड्रोडायनामिक्स गैर-शून्य बाहरी ताकतों के अधीन होने पर गति में तरल पदार्थों का अध्ययन करता है।

• यांत्रिकी के तीन मुख्य क्षेत्र शास्त्रीय यांत्रिकी, क्वांटम यांत्रिकी और सापेक्ष यांत्रिकी हैं।

• शास्त्रीय यांत्रिकी वह भौतिकी सामग्री है जो एनेम में सबसे अधिक आती है।

शास्त्रीय यांत्रिकी क्या अध्ययन करता है?

शास्त्रीय यांत्रिकी इन गतिविधियों के कारणों के अलावा, पृथ्वी पर और प्रकाश की गति से कम गति वाले तरल पदार्थों में डूबे पिंडों की गतिविधियों का अध्ययन करता है। इसे आमतौर पर किनेमेटिक्स, डायनेमिक्स, स्टैटिक्स, हाइड्रोस्टैटिक्स और हाइड्रोडायनामिक्स में विभाजित किया जाता है।

शास्त्रीय यांत्रिकी के अध्ययन के मुख्य क्षेत्र

→ गतिकी

किनेमैटिक्स शास्त्रीय यांत्रिकी का वह क्षेत्र है इस गति के कारणों पर ध्यान दिए बिना पिंडों की गति का अध्ययन करता है. दूसरे शब्दों में, किसी पिंड की गति की स्थिति शुरू होने के क्षण से घटित होने वाली स्थितियों का अध्ययन किया जाता है। किनेमेटिक्स के दायरे में, जो हाई स्कूल में देखा जाता है, नीचे हम जो गति देखेंगे, उसका अध्ययन किया जाता है।

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◦ एकसमान गति (एमयू)

एकसमान गति ही गति है जहां किसी पिंड का वेग स्थिर रहता है, केवल एक सीधी रेखा में गति करता है। एकसमान गति के अध्ययन के लिए उपयोग किया जाने वाला मुख्य समीकरण स्थिति का प्रति घंटा कार्य है।

• एमयू के लिए स्थिति समय समारोह:

\(S_F =S_0 + vt\ या\ v= \frac{ΔS}{Δt}\)

◦ समान रूप से विविध गति (एमयूवी)

समान रूप से विविध गति ही गति है जहां किसी पिंड का वेग स्थिर दर पर बदलता है। ऐसे मामले में जहां गति की गति बढ़ गई है, हम कहते हैं कि यह त्वरित गति है; यदि गति कम हो जाती है, तो हम कहते हैं कि यह मंद गति है।

समान रूप से विविध गति का वर्णन करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण समीकरण स्थिति और वेग के प्रति घंटा कार्य हैं टोरिसेली का समीकरण.

• एमयूवी के लिए स्थिति समय फ़ंक्शन:

\(S_F =S_0 + v_0 t+\frac{at^2}2\ या\ \triकोण S=v_0 t+ \frac{at^2}2,\ com\ \triकोण S =S_F -S_0 \)

• एमयूवी के लिए वेग प्रति घंटा कार्य:

\(V_F =V_0 + at\)

या

\( a= \frac{V_F- V_0}{t_F-t_0}\)

• टोरिसेली का समीकरण:

\(V_F ^2 =V_0 ^2 + 2a\त्रिकोण S\)

◦ एकसमान गोलाकार गति (एमसीयू)

एकसमान वृत्ताकार गति ही गति है जिसमें किसी गतिमान वस्तु के वेग की दिशा लगातार बदलती रहती है ताकि अंतरिक्ष में एक बिंदु से उसकी दूरी स्थिर रहे। भले ही इसे एकसमान वृत्तीय गति कहा जाए, यह गति त्वरित होती है, क्योंकि एक वृत्ताकार प्रक्षेपवक्र का वर्णन करने के लिए, एक अभिकेन्द्रीय त्वरण का अस्तित्व आवश्यक है।

वृत्तीय गति के अध्ययन में, हमें बड़ी संख्या में समीकरणों का सामना करना पड़ता है, और ये हैं: समीकरण जो विस्थापन और अदिश वेग की गणना करते हैं; समीकरण जो कोणीय मात्राओं की गणना करते हैं, जैसे कोणीय वेग; और, अंततः, समीकरण जो इन दो प्रकार की मात्राओं को जोड़ने का काम करते हैं। वृत्तीय गति के कुछ सबसे महत्वपूर्ण समीकरण देखें।

• MCU के लिए कोणीय वेग:

\(ω = \frac{Δθ}{Δt}\)

या

\(ω = 2πf\)

या

\(ω = \frac{2π}T\)

• गति और कोणीय गति के बीच संबंध:

\(V = ωR\)

• आवृत्ति और अवधि:

\(f = \frac{1}T\)

\(T = \frac{1}f\)

◦ समान रूप से विविध परिपत्र गति (एमसीयूवी)

समान रूप से विविध वृत्ताकार गति ही गति है जो एकसमान वृत्तीय गति का थोड़ा अधिक सामान्य मामला है। इसमें अभिकेंद्रीय त्वरण के अलावा, निरंतर कोणीय और स्पर्शरेखा त्वरण होते हैं, जिसके कारण मोबाइल का कोणीय वेग समान रूप से भिन्न होता है। जैसा कि हम समान रूप से विविध गति में करते हैं, एमसीयूवी के अध्ययन में हम बहुत समान स्थिति और वेग प्रति घंटा कार्यों का उपयोग करते हैं।

• एमसीयूवी की कोणीय स्थिति का दक्षिणावर्त कार्य:

\(θ_F =θ_0 + ω_0 t+\frac{at^2}2\)

• एमसीयूवी के कोणीय वेग का प्रति घंटा कार्य:

\(ω_F = ω_0 = \ पर)

यह भी देखें:किनेमेटिक्स अभ्यासों को हल करने की तकनीकें

→ गतिकी

डायनेमिक्स शास्त्रीय यांत्रिकी का वह क्षेत्र है उन कारणों का अध्ययन करता है जिन्होंने कुछ आंदोलन को जन्म दिया. इस अर्थ में, हम किसी पिंड पर कार्य करने वाली शक्तियों, गति की मात्रा, ऊर्जा का अध्ययन करते हैं यांत्रिकी, आवेग और घूर्णी आंदोलनों से संबंधित परिमाण, जैसे टोक़ और क्षण कोणीय.

हाई स्कूल में गतिशीलता के अध्ययन की नींव हैं न्यूटन के तीन नियम. उनके आधार पर, उपक्षेत्र के अन्य समीकरण और किनेमैटिक्स भी प्राप्त होते हैं। डायनेमिक्स के अध्ययन में प्रयुक्त कुछ सबसे महत्वपूर्ण सूत्र देखें:

• न्यूटन का दूसरा नियम:

\(F=m\cdot a\)

• किसी बल का टॉर्क या क्षण:

\(T=Fdsenθ\)

• रैखिक संवेग या रेखीय संवेग:

\(Q=mv\)

• कोणीय संवेग या कोणीय संवेग:

\(L=rQsenθ\)

• गतिज ऊर्जा:

\(E_c=\frac{mv^2}2\)

→ स्थिर

स्टैटिक्स शास्त्रीय यांत्रिकी का वह क्षेत्र है विस्तारित निकायों में संतुलन स्थितियों का अध्ययन करता है, अर्थात्, यह निर्धारित करता है कि बलों और टॉर्कों की माप या यहां तक ​​कि तीव्रता क्या होनी चाहिए ताकि गैर-नगण्य आयामों का एक शरीर संतुलन में रह सके। स्थैतिकी के अध्ययन में न्यूटन के नियमों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

चित्र में दिखाई गई चट्टान स्थिर संतुलन स्थिति में है।

→ द्रवस्थैतिक

हाइड्रोस्टेटिक शास्त्रीय यांत्रिकी का क्षेत्र है स्थैतिक संतुलन की स्थितियों में तरल पदार्थों का अध्ययन करता है. इसमें हमने विशिष्ट द्रव्यमान, दबाव, स्टीविन का सिद्धांत, पास्कल का प्रमेय और आर्किमिडीज़ का प्रमेय का अध्ययन किया।

→ जल-गत्यात्मकता

हाइड्रोडायनामिक्स शास्त्रीय यांत्रिकी का वह क्षेत्र है गैर-शून्य बाहरी बलों के अधीन होने पर गति में तरल पदार्थों का अध्ययन करता है. इसमें हम प्रवाह, निरंतरता समीकरण और बर्नौली के सिद्धांत का अध्ययन करते हैं।

शास्त्रीय यांत्रिकी का महत्व

शास्त्रीय यांत्रिकी का कई दृष्टियों से बहुत महत्व है। नीचे, हम कुछ समझ पर प्रकाश डालते हैं जो केवल शास्त्रीय यांत्रिकी में अनुसंधान के माध्यम से ही संभव थी:

• ग्रहों, उपग्रहों और क्षुद्रग्रहों की कक्षाओं का वर्णन किया गया सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम द्वारा यह है केप्लर के नियमों द्वारा.

शास्त्रीय यांत्रिकी के नियम उपग्रहों को कक्षा में स्थापित करने के लिए गति और ऊंचाई की गणना करना संभव बनाते हैं।

• प्रक्षेप्य प्रक्षेपण समीकरणों का उपयोग करके रॉकेट, गोलियों, डार्ट्स और तीरों के प्रक्षेप पथ को समझाया गया।

• निरंतरता के समीकरण द्वारा वर्णित तरल पदार्थ का प्रवाह, हवाई जहाज की उड़ान के साथ-साथ हाइड्रोस्टैटिक स्थितियों को समझाने में सक्षम है, जिसमें तरल पदार्थ आराम पर हैं।

• सरल मशीनों का संचालन, जैसे कि झुके हुए विमान, पुली, लहरा, तराजू, आदि।

• विद्युत आवेशित कणों का प्रक्षेप पथ विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की क्रिया के तहत आगे बढ़ता है, जैसा कि ऑरोरा बोरेलिस घटना में होता है।

• मुक्त रूप से गिरने वाले पिंड या यहां तक ​​कि ऐसे पिंड जो गुरुत्वाकर्षण द्वारा त्वरित रूप से गिरते हैं, लेकिन वायु प्रतिरोध की क्रिया से पीड़ित होते हैं।

यह भी देखें:खगोल भौतिकी - खगोल विज्ञान की शाखा भौतिकी और रसायन विज्ञान के नियमों के अनुप्रयोगों के माध्यम से ब्रह्मांड के अध्ययन के लिए समर्पित है

एनीम में क्लासिक यांत्रिकी

भौतिकी के सभी क्षेत्रों में, शास्त्रीय यांत्रिकी वह है जो एनेम प्रश्नों में सबसे बड़ी मात्रा में मौजूद है, इसलिए यह बहुत महत्वपूर्ण है कि आप इसमें सक्षम हों:

• किनेमेटिक्स समीकरणों के पीछे के अर्थ को समझें, उन्हें वास्तविक स्थितियों के साथ-साथ उनके ग्राफ़ से जोड़ने में सक्षम हों;

• प्रगतिशील, प्रतिगामी, त्वरित और एकसमान आंदोलनों की पहचान और वर्गीकरण कर सकेंगे;

• संदर्भ की अवधारणा को समझें और समझें कि सापेक्ष गतियाँ क्या हैं;

• यह जानना कि न्यूटन के तीन नियमों को विभिन्न संदर्भों में कैसे लागू किया जाए;

• यांत्रिक, गतिज और स्थितिज ऊर्जा की अवधारणा को समझें और जानें कि इन मात्राओं के साथ कैसे काम किया जाए;

• गति के साथ-साथ यांत्रिक ऊर्जा के संरक्षण का उपयोग करके टकराव की गणना करना;

• केप्लर के नियमों की कार्यप्रणाली और सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के साथ उनके संबंध को जानें और समझें;

• समझें कि स्थैतिक संतुलन की स्थिति उन निकायों पर कैसे लागू की जानी चाहिए जिनके आयामों की उपेक्षा नहीं की जा सकती है;

• कणों की गति के कारणों और प्रभावों को समझें और उन्हें समीकरणों के रूप में वर्णित करना जानें।

यांत्रिकी में अध्ययन के मुख्य क्षेत्र क्या हैं?

यांत्रिकी यह भौतिकी के महान क्षेत्रों में से एक है। इसे सामान्यतः इसमें विभाजित किया गया है:

• क्लासिक यांत्रिकी: यांत्रिकी की एक शाखा जो पृथ्वी पर और प्रकाश की गति से कम गति वाले तरल पदार्थों में डूबे पिंडों की गतिविधियों और इन गतिविधियों के कारणों का अध्ययन करती है। यह उस क्षेत्र के ज्ञान से संबंधित है जो स्थूल स्थितियों पर लागू होता है।

• क्वांटम यांत्रिकी: यांत्रिकी की एक शाखा जो परमाणुओं और अणुओं जैसे सूक्ष्म कणों की गति का अध्ययन करती है।

• सापेक्ष यांत्रिकी: यांत्रिकी की एक शाखा जो प्रकाश की गति के करीब गति से चलने वाले पिंडों के व्यवहार का अध्ययन करती है। यह की खोजों से उपजा है भौतिक विज्ञानी अल्बर्ट आइंस्टीन.

स्रोत

ई-फ़िसिका - ऑनलाइन भौतिकी शिक्षण; खासियत - साओ पाउलो विश्वविद्यालय। यांत्रिकी. में उपलब्ध: http://efisica2.if.usp.br/course/index.php? श्रेणीआईडी=132.

राफेल हेलरब्रॉक द्वारा
भौतिक विज्ञान के अध्यापक

क्या आप इस पाठ का संदर्भ किसी स्कूल या शैक्षणिक कार्य में देना चाहेंगे? देखना:

हेलरब्रॉक, राफेल। "शास्त्रीय यांत्रिकी"; ब्राज़ील स्कूल. में उपलब्ध: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica-classica.htm. 22 अगस्त, 2023 को एक्सेस किया गया।

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